книги из ГПНТБ / Волков Е.Б. Ракетные двигатели на комбинированном топливе
.pdfтяги ГРД целесообразно принимать давление в камере. Соотно шение же расходов компонентов топлива в процессе регулиро вания должно поддерживаться возможно более близким к опти мальному.
В качестве регулирующих параметров, т. е. величин, с по мощью которых можно менять давление в камере, может быть использован ряд конструктивных и режимных параметров дви гателя. Эти параметры устанавливаются из анализа уравнений камеры ГРД, рабочим процессом которой определяется давле ние в камере.
Для камеры ГРД с вводом жидкого компонента только в го ловку уравнения будут такими:
|
< К М + |
8 0 ж + < т с 5 0 , + # c P 8 F k p + ^ 8 < p c |
|
+ |
|
|||||
|
|
аЪ°г |
+ < * 8 0 ж |
+ < к 8 / 7 к |
+ ЬЦЫ, + |
^ 8 Q T |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
+ ^ |
+ ^ + ^ = 0 . |
|
|
|
|
|
|
Исключая из этих уравнений 6GT , получим |
|
|
|
|
|||||
|
8 |
Л |
= / |
( ^ « . |
« « і , « Т с ЬТК, 87\, 8 С т , Ы, id). |
(6. 1) |
||||
|
Любая |
из |
величин, входящих |
в правую |
часть |
уравнения |
||||
(6. |
1) , могла бы быть в принципе использована для воздействия |
|||||||||
на |
давление в камере. Однако практически |
воздействовать |
на |
|||||||
давление в камере при работе двигателя изменением |
срс , Тт, |
7 Т , |
||||||||
Q t , |
очевидно, невозможно. Размеры |
заряда твердого |
компонента |
|||||||
d и L менять в процессе работы двигателя нельзя, и поэтому эти величины можно использовать только как параметры для про
граммированного |
изменения силы тяги, но не для произвольного |
|
ее регулирования. |
|
|
Можно заключить, что для регулирования силы |
тяги ГРД |
|
с вводом жидкого |
компонента только в головку могут |
быть ис |
пользованы изменения: площади критического сечения сопла ка меры, скорости газификации твердого компонента и расхода жидкого компонента.
В свою очередь, изменение расхода жидкого компонента можно обеспечить несколькими способами — например, измене нием давления в баке, изменением гидравлических сопротивле ний топливных магистралей и т. п.
Таким образом, в качестве регулирующих параметров ГРД можно использовать размер критического сечения сопла, давле ние в баке, гидравлические сопротивления магистралей, ско
рость газификации и др. |
|
Выбор регулирующего параметра |
производится с учетом |
ряда критериев и величин, по которым |
оценивается качество ра- |
боты системы регулирования и влияние ее введения на характе ристики всего двигателя. В процессе этого выбора учитывают:
а) |
время |
переходного процесса; |
|
|
|
|
|
б) |
значение коэффициента |
передачи; |
|
|
|
|
|
в) массу и габариты регулирующих органов; |
|
|
|
||||
г) надежность работы регулирующих органов; |
|
|
|||||
д) |
энергию, потребную для |
работы |
системы |
регулирования |
|||
и т. п. |
|
|
|
|
|
|
|
Оценить |
в полной мере перечисленные критерии и |
величины |
|||||
в применении к системам регулирования |
ГРД, а также их влия |
||||||
ние на характеристики двигателя в настоящее время |
не |
пред |
|||||
ставляется |
возможным ввиду |
отсутствия необходимых данных |
|||||
по системам |
регулирования ГРД и их элементам. Однако, |
вме |
|||||
сте с тем, с большой степенью |
достоверности, |
основываясь на |
|||||
опыте |
разработки методов и систем |
регулирования |
РДТТ и |
||||
ЖРД, можно заключить, что: |
|
|
|
|
|
||
а) регулирование ГРД путем изменения площади критиче ского сечения сопла возможно. Это регулирование обеспечивает высокий коэффициент передачи; однако (по опыту разработки РДТТ) создание регулируемого сопла представляет собой столь сложную задачу и вызывает столь заметные увеличения массы и снижение надежности двигателя, что этот метод должен быть оценен, как практически непригодный;
б) регулирование ГРД изменением давления в баке с жид ким компонентом топлива (по опыту разработки Ж Р Д ) не вы зывает конструктивных затруднений; однако в силу большой инерционности системы, такое регулирование будет осущест вляться со столь незначительным временем переходного про цесса, что и этот метод регулирования должен быть забракован;
в) регулирование ГРД изменением скорости газификации твердого компонента в принципе возможно, так как, по-види мому, некоторые методы воздействия на скорость горения твер дого топлива, установленные при разработке РДТТ, могут быть
использованы и в комбинированных двигателях |
(например, |
||||||
воздействие на скорость горения твердого |
топлива |
изменением |
|||||
характеристик |
ультразвуковых |
колебаний |
газового |
|
столба |
||
в камере). Однако очевидная крайняя сложность |
этого |
метода |
|||||
и неизученность соответствующих процессов позволяют |
исклю |
||||||
чить из рассмотрения в дальнейшем и этот |
метод; |
|
|
|
|||
г) регулирование двигателя изменением гидравлических соп |
|||||||
ротивлений магистралей подачи |
жидкого |
компонента |
в |
камеру |
|||
широко применяется в ЖРД . Установлено |
(см. работу |
|
[1]), что |
||||
регулируемые гидравлические сопротивления |
в Ж Р Д с |
насосной |
|||||
подачей топлива |
могут быть установлены |
как в |
магистралях, |
||||
подводящих компонент в камеру двигателя, так и в магистралях, по которым компонент направляется в газогенератор. Примене ние первого варианта обеспечивает малое время переходного процесса и значительную величину коэффициента передачи. Од-
нако в случае использования подобной системы |
в Ж Р Д с боль |
шой силой тяги (при большом расходе топлива) |
регулирующие |
устройства имеют значительную массу и габариты и потребляют много энергии. В связи с этим установка регулируемых гидрав лических сопротивлений в основных топливных магистралях ре комендуется лишь для Ж Р Д с малой силой тяги; в Ж Р Д с боль
шой силой тяги |
регулируется |
подача |
компонентов |
топлива в |
||||||||||||||
газогенератор. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
В Ж Р Д |
с |
вытеснительной |
системой |
подачи |
топлива |
регули |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
руемые |
гидравлические |
со- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
противления |
могут |
|
быть |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
установлены, очевидно, толь |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ко |
в магистралях, |
подводя |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
щих |
|
компоненты |
топлива |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
камеру. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эти |
положения |
|
приме |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
нимы и к гибридным |
ракет |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ным |
|
двигателям. |
В |
связи |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
этим |
схемы |
регулируемых |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ГРД |
|
с |
подачей |
жидкого |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
компонента |
только |
в |
голов |
|||||||
а) |
|
|
|
б) |
|
|
ку |
|
камеры |
|
соответственно |
|||||||
|
|
б) |
|
|
для |
случаев |
использования |
|||||||||||
Рис. |
6. 1. Схемы |
Г Р Д с подачей |
жидко |
вытеснительной |
и |
насосной |
||||||||||||
го |
компонента |
в головку камеры: |
систем |
подачи |
могут |
выгля |
||||||||||||
/—регулятор; |
г—насос; 3—турбина; |
4—газо |
деть |
|
|
так, |
как |
|
пока |
|||||||||
|
|
|
|
генератор |
|
|
зано |
на |
рис. |
6 . 1, а |
и |
6 . 1, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
б и в . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
При необходимости увеличить силу тяги |
в |
двигателях |
пер |
|||||||||||||||
вых двух |
схем |
(см. рис. 6.1,а |
и б) |
уменьшается гидравлическое |
||||||||||||||
сопротивление, |
создаваемое |
|
регулятором |
в |
магистрали |
подачи |
||||||||||||
жидкого компонента; в ГРД третьей схемы |
(см. рис. 6. \,в) |
уве |
||||||||||||||||
личивается |
подача рабочего |
тела |
в турбину. |
Каждое |
из |
этих |
||||||||||||
воздействий ведет к возрастанию расхода жидкого компонента, что в свою очередь вызывает рост давления и газообразования твердого компонента; в конечном итоге — увеличивается сила тяги.
Заметим, что в рассмотренных схемах регулирования ГРД обеспечивается требуемое изменение только одного параметра двигателя — силы тяги (давления в камере), что соответствует использованию одного регулирующего фактора — расхода жид кого компонента. Остальные параметры рабочего процесса не контролируются. В частности, будет изменяться соотношение расходов компонентов. Чтобы обеспечить одновременное регу лирование и силы тяги и соотношения расходов компонентов топлива, потребовалось бы использовать два регулирующих па раметра, что, как отмечалось выше, в рассматриваемом случае практически невозможно.
В контурах регулирования ГРД, предназначенных для изме нения расхода жидкого компонента топлива, могут использо ваться регуляторы тех же схем и конструктивных решений, что и в Ж Р Д (см. работу [43]).
6.1.2. ГРД с подачей жидкого компонента
в головку и в камеру дожигания
Для ГРД данного типа рабочий процесс камеры характери зуется следующими соотношениями:
(6. 2)
К тем параметрам, которые могли быть использованы в ка честве регулирующих для ГРД без подачи жидкости в камеру
дожигания (Gm, |
FKV, щ) |
в данном |
случае добавляется |
еще |
один — расход |
жидкого |
компонента |
в головку камеры. |
По |
скольку управлять расходом жидкости в головку не более сложно, чем общим расходом жидкости в двигатель, то в ГРД данной схемы оказывается реальной возможность использования двух регулирующих параметров, а это значит, что можно регу лировать сразу два параметра двигателя — например, силу тяги (давление в камере) и соотношение расходов компонентов топ лива. Частным случаем может быть регулирование силы тяги при поддержании соотношения расходов компонентов по стоянным.
6 |
1796 |
153 |
Заметим, |
что, поскольку |
Gm=Gw.)l+Gm.r |
|
и 4>=Gm.T/Gm, |
то |
||||||||||||||
в качестве |
регулирующих параметров |
могут |
|
быть |
выбраны |
не |
|||||||||||||
только Gm |
и Gm.T, но и вообще |
любая |
пара |
параметров |
из |
Gm, |
|||||||||||||
Сж.г, бш.д и ф. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Схемы |
|
ГР Д для рассматриваемого |
случая должны |
включать |
|||||||||||||||
в себя два регулятора, |
которые |
могут |
устанавливаться, |
напри |
|||||||||||||||
мер, так, как показано |
на рис. 6.2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
В процессе |
регулирования |
ГРД данных |
|
схем |
используется |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
то |
обстоятельство, |
что |
одинаковое |
|||||||||
ґ^_^\ |
|
|
|
, j |
-\g |
изменение подачи жидкости в го- |
|||||||||||||
' — ~ " |
|
|
|
^ |
|
|
ловку камеры двигателя и в камеру |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
дожигания |
вызывает |
разное |
изме |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
нение |
скорости |
газообразования |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
твердого |
|
компонента. |
Изменение |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
(Зж .д влияет на скорость |
газифика |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ции |
только через изменение давле |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ния, |
а изменение |
О ж . г — е щ е |
и че |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
рез |
изменение |
скорости |
движения |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
газов по каналу |
заряда. |
Из |
этого |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
следует, |
что если |
р = 0, то регулиро |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
вание ГР Д т о двум параметрам не |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
возможно, |
и наоборот •— чем |
боль |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ше В (чем больше влияние |
скорости |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
движения |
газов в канале заряда на |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
скорость |
|
газификации), |
тем |
более |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
эффективным может быть регулиро |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
вание. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
В ГРД рассматриваемой |
схемы |
||||||||||
Рис. 6.3. Схема |
Г Р Д |
с |
си |
становится принципиально |
возмож |
||||||||||||||
стемой |
пропорционального |
ным |
осуществить |
одновременность |
|||||||||||||||
расходования |
|
компонентов |
|||||||||||||||||
|
израсходования |
компонентов |
топли |
||||||||||||||||
|
|
топлива: |
|
|
|||||||||||||||
/ — бак; 2—насос; |
3—турбина; |
ва. Эту систему регулирования |
|
мож |
|||||||||||||||
4—камера; |
|
5 — регулируемое |
ги |
но выполнить по тому же принципу, |
|||||||||||||||
дросопротивление; 6—датчик вы |
как |
и в жидкостных |
ракетных |
дви |
|||||||||||||||
горания заряда; 7—датчик уров |
|||||||||||||||||||
ня жидкости; |
в—усилитель-пре |
гателях |
(см. работу |
[43]). Для этой |
|||||||||||||||
образователь; |
|
9—счетно-решаю |
цели в теле заряда |
и в баке с жид |
|||||||||||||||
щий |
прибор |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
костью |
устанавливаются |
|
системы |
|||||||||
дискретного |
замера |
уровней |
твердого |
и жидкого |
компонентов |
||||||||||||||
топлива |
(рис. 6 . 3) . Поддержание пропорционального |
расходо |
|||||||||||||||||
вания компонентов топлива происходит путем перераспределе ния жидкости между каналом заряда и камерой дожигания.
6 . 1 . 3 . РДТТ раздельного снаряжения
Работа РДТТ PC с перепуском части газов в камеру дожи гания описывается следующей системой уравнений:
bpKl |
= |
|
f1(bOrl,bs1,bu1,bQTl); |
|
|||
8Рк1 = |
/ 2 |
( 8 G T . r > 8cPcl' 8 |
Л<2> 8 / ? крі); |
|
|||
ЬРк1=/з |
(8 0'г.д.8 ?с.л' 8 / Г кр.д); |
(6.3) |
|||||
8 А < 2 = |
Л |
( 8 < 5 т 2 , |
86?Т |
r , |
bdv S Z 2 , 8 « 2 |
, 8 Q T 2 ) ; |
|
^ = |
/ |
5 |
( 8 ° s , |
8 ^ 2 |
, |
8cpc 2 ), |
|
где |
pKl |
и /^ — соответственно |
давления |
в |
газогенераторе и |
||||||
|
|
|
|
в тяговой камере; |
|
|
|
|
|
|
|
|
С?т1 и С7т2 |
— газообразования зарядов; |
|
|
|
|
|
|
|||
|
О т г |
и С?т л |
—составляющие |
О т 1 по двум |
газоводам; |
|
|
||||
|
|
|
|
С?в = О т 1 + О т 2 ; О т 1 = О т л . + О т - л ; |
|
|
|
|
|||
•^крі' -^"кр.л' ^"крг — |
соответственно |
критические |
|
сечения |
в |
двух |
|||||
|
|
|
|
газоводах и основного сопла тяговой камеры; |
|||||||
|
s1,d1,d2 |
—размеры зарядов. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Исключением |
из уравнений |
отклонения |
расходов |
компонен |
||||||
тов |
топлива система (6.3) приводится к зависимостям, |
из |
кото |
||||||||
рых следует, что на давления в камерах можно |
воздействовать, |
||||||||||
ИЗМеНЯЯ |
S b d2, |
L2, |
Щ, U2, феї, фС 2, фс.д, ^кр Ь |
^кр2, |
^кр.д- |
|
|
|
|||
|
Использование в качестве регулирующих параметров откло |
||||||||||
нений Si, d%, L 2 |
, U\, u2, феї, фс2, фс.д, -^кр2 практически |
невозможно. |
|||||||||
И только отклонения сечений дросселей, установленных в трубо
проводах, соединяющих |
камеры РДТТ PC, т. е. величины б^крі |
|||
и бРКр.д, |
могут рассматриваться в качестве |
возможных |
регули |
|
рующих |
параметров для |
двигателей этого |
типа. Следует |
отме |
тить, что температура газов в газогенераторе может быть суще ственно ниже температуры газов в тяговой камере. Это создает более благоприятные условия для надежного функционирования дросселей с регулируемыми сечениями
^*кр1 И Fкр.д-
Таким образом, как и для ГРД с вводом жидкого компонента в голов ку камеры и в ее предсопловое про странство, в РДТТ PC рассматривае мой схемы можно осуществлять регу лирование двигателя по двум пара метрам — например, по силе тяги и по соотношению расходов компонентов. При необходимости увеличить силу тяги при сохранении соотношения рас
ходов |
компонентов |
неизменным |
(рис. 6 . 4,а), следует так |
изменить оба |
|
сечения в трубопроводах |
( F K P 1 и ^ к р . д ) , |
|
чтобы расход газов из газогенератора
6*
кр.д
Р и с |
6 4 |
ь х е м ы |
р Д Т Т |
раздельного снаряжения
155
в тяговую камеру и газообразование второго заряда возросли в одинаковой степени. При v i > 0 для увеличения расхода из га зогенератора суммарная площадь (^крі + ^кр.д) должна быть уменьшена. При этом, чтобы обеспечить необходимое увеличение газообразования в тяговой камере, это уменьшение должно быть осуществлено главным образом путем уменьшения ^кр.д.
Если РДТТ PC выполнен по схеме без перепуска части га зов в предсопловой объем (см. рис. 6 . 4,6), то в качестве регу лирующего воздействия может быть использовано изменение
только одного сечения F K p t . |
В этом |
случае |
двигатель |
можно |
|||||
регулировать лишь по одному параметру. |
Регулирование |
силы |
|||||||
тяги такого РДТТ PC будет в общем случае сопровождаться из |
|||||||||
менением соотношения расходов компонентов топлива. |
|
|
|||||||
|
6.2. ОСОБЕННОСТИ Р Е Г У Л И Р О В А Н И Я Г Р Д |
|
|
||||||
|
6. 2. 1. ГРД с подачей жидкого компонента |
|
|
||||||
|
только в головку камеры |
|
|
|
|||||
Проанализируем |
некоторые особенности |
|
регулирования |
ГРД |
|||||
в случае, когда в качестве регулирующего |
|
воздействия |
прини |
||||||
мается изменение подачи жидкого компонента. |
|
|
|||||||
Рассматривая процессы в камере ГРД в |
начальный |
момент |
|||||||
времени |
(параметры |
рк0, |
Gmo |
и т. д.) |
и в |
|
некоторый |
текущий |
|
момент |
времени (рк , |
Gm |
и т. д.), находим, |
что |
|
|
|||
полученным из уравнения расхода через критическое сечение сопла, и предполагая, что ^ r K = const, найдем функцию связи между параметрами работы камеры ГРД:
(6. 4)
Уравнение (6.4) является уравнением регулировочной ха рактеристики камеры ГРД; оно связывает изменение давления в камере (силы тяги) с изменением расхода жидкого компо нента.
Анализ уравнения (6.4) позволяет сделать следующие выводы:
1) при v + p = l изменение давления в камере пропорцио нально изменению расхода жидкого компонента, причем коэф
фициент пропорциональности этих |
величин меняется |
с |
разга |
||||||
ром канала; в начальный момент |
(d=d0) |
относительное измене |
|||||||
ние давления равно относительному |
изменению |
расхода |
жид |
||||||
кости; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) при £ = 0,5 изменение |
диаметра |
канала |
не сказывается |
||||||
на параметрах работы двигателя *>; |
|
|
|
|
|
||||
3) если |
|3 = v = 0,5, |
то |
прямая |
пропорциональность |
между |
||||
расходом и |
давлением |
сохраняется |
в |
течение |
всего |
времени |
|||
работы двигателя. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Регулировочная характеристика |
ГРД для d/d0~l |
приведена |
|||||||
на рис. 6. 5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определим коэффициент передачи камеры как звена системы |
|||||||||
автоматического регулирования |
двигателя. Структурная |
схема |
|||||||
камеры рассматриваемого типа приведена на рис. 6.6. Входным
сигналом для камеры является изменение расхода |
жидкости |
|
SGw, выходным — изменение давления |
6рк . |
|
Значение коэффициента передачи |
устанавливается |
из рас |
смотрения уравнений камеры в малых отклонениях, т. е. в окре стности номинального режима. В этом случае d = d0 и коэффи циент передачи должен зависеть только от параметров рабочего процесса.
Изменение |
расхода жидкого компонента влияет на давление |
||
в камере сложным образом — непосредственно и через |
измене |
||
ние газообразования твердого компонента, вызываемое |
измене |
||
нием б ж |
и рк. |
Соответствующие коэффициенты передачи обо |
|
значены |
так: |
|
|
Коэффициент передачи всей камеры, т. е. отношение выход ного сигнала к входному, составляет:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О... |
|
а°ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О . |
бл |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рк |
G |
бл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
акКс-аЛ—5~ |
а т |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*) |
Газообразование твердого |
компонента пропорциональнбо |
|
произведению |
||||||||||||
скорости газообразования |
на |
поверхность |
газификации. |
При |
р = 0 , 5 уменьше |
||||||||||||
ние |
скорости |
газообразования |
при |
увеличении |
диаметра канала равно возра |
||||||||||||
станию |
поверхности |
газификации, |
и |
газообразование |
твердого |
компонента |
|||||||||||
не |
меняется. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
**) |
(6/?к ) |
ж |
и |
(Ьрк) |
т — отклонения |
р к , |
вызываемые |
соответственно |
||||||||
либо только |
|
отклонением |
6Gm, |
либо |
только |
отклонением |
6 G T , |
Т. е. опреде |
|||||||||
ляемые без учета изменения газообразования |
твердого компонента или соот |
||||||||||||||||
ветственно без |
учета |
влияния |
изменения |
расхода |
жидкого |
компонента. |
|||||||||||
где |
a K « , . |
|
соответственно |
коэффициенты |
уравнений |
|||||||||
(5.8) и |
(5.9), зависящие |
от соотношения расходов компонентов |
||||||||||||
топлива, показателей степеней в законе скорости |
газообразова |
|||||||||||||
ния |
блока |
твердого |
компонента |
и степени |
зависимости |
работо |
||||||||
способности газов в камере от |
соотношения |
расходов |
компо |
|||||||||||
нентов |
3RTK/dK. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Как уже отмечалось выше, в |
процессе |
регулирования |
ГРД |
||||||||||
выгодно |
поддерживать |
значение |
К близким |
к |
оптимальному. |
|||||||||
|
|
|
Рк |
|
|
|
|
|
Обратная |
сдязь |
|
|
||
|
|
|
РкО |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
I s |
|
|
|
|
(влияние |
на систему |
подачи) |
||||
|
|
|
//// |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1.6 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
||
|
|
|
і |
fp=0,67; |
|
|
|
|
|
Рк |
|
|
||
|
|
|
1Л ' Ґ |
L v = 0 |
Система |
|
|
|
|
|
вРк |
|||
|
|
|
1,2 |
1,4- |
1,6 |
GM |
подачи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рк. Су |
||
|
// // |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'/ |
|
РкО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рк |
|
|
|
|
|
|
Камера ГРД, |
|
|
||
Рис. 6.5. Регулировочная |
|
харак |
Рис. 6.6. Структурная |
схема |
камеры |
|||||||||
|
|
|
теристика |
Г Р Д |
|
|
|
|
|
Г Р Д |
|
|
|
|
В этом случае влияние К на RTK |
несущественно |
и |
им |
можно |
||||||||||
пренебречь. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Подставляя значения коэффициентов и считая, что |
|
|
||||||||||||
dRTJdK |
= |
0, находим |
|
• |
|
М - Р |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1 |
+ |
к |
|
|
|
|
|
(6.5) |
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 - р |
|
1 + К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким |
образом, |
коэффициент |
передачи |
камеры |
как |
|
звена |
|||||||
системы регулирования |
ГРД сложным образом зависит от харак |
|||||||||||||
теристик топлива и рабочего процесса. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
На рис. 6.7 приведены результаты расчета |
коэффициента |
|||||||||||||
передачи |
камеры при различных |
значениях |
величин |
К, |
Р |
и v, |
||||||||
определяющих этот коэффициент. По результатам расчетов, при веденным на рис. 6.7, можно заключить, что для принятых усло вий (А>1ч~5; р = 0,5-т-0,8; v = 0-5-0,2):
а) значения коэффициента передачи составляют 0,8-М, т. е. при регулировании давления (и силы тяги) ГРД в пределах 10%
потребуется изменять расход жидкого компонента примерно
на 10-j-13%;
б) наиболее заметное влияние на коэффициент передачи оказывает соотношение расходов компонентов топлива;
в) коэффициент передачи может быть увеличен посредством применения топлива с высоким значением соотношения расходов компонентов, а также при использовании твердого компонента, скорость газификации которого более чувствительна к давлению и массовому расходу газов.
|
|
|
— і |
і |
і |
і |
і |
і |
і |
• |
' |
• , |
|
|
|
К |
5 |
</ |
3 |
Z |
1 |
|
0,5 |
0,6 0,1 |
0,8 р |
|
|
|
|
Рис. 6. 7. |
Зависимость |
коэффициента |
пере |
|
|||||||
|
|
|
|
|
дачи камеры от р\ К и v |
|
|
||||||
Рассмотрим особенности работы камеры ГРД, один из пара |
|||||||||||||
метров |
которой |
поддерживается |
постоянным. |
Используем для |
|||||||||
анализа |
уравнение |
регулировочной |
характеристики |
(6.4). |
|||||||||
Наиболее вероятными и очевидными случаями |
регулирова |
||||||||||||
ния такого вида могут быть: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1) |
поддержание |
постоянным |
расхода |
жидкого |
компонента |
||||||||
топлива |
в камеру (С?ж = const); |
|
|
|
|
|
|
||||||
2) |
поддержание |
постоянным |
давления |
в камере |
(/?K = const). |
||||||||
В |
первом случае |
в уравнении |
(6.4) |
|
Gm/Gmu=l, |
т. е. изме |
|||||||
нение давления в камере определяется только изменением диа метра канала. Это обстоятельство характеризует одну из осо бенностей рабочего процесса ГРД, а именно, зависимость пара метров его рабочего процесса от диаметра канала заряда твердого компонента. На рис. 6. 8 представлены примеры таких зависимостей. С увеличением значения показателя степени р" в законе скорости газификации твердого компонента и с умень шением начального соотношения расходов компонентов топлива Ко давление в камере при разгаре канала отклоняется от началь
ного значения более |
существенно. |
|
В случае регулирования |
jOK = consi в уравнении регулировоч |
|
ной характеристики |
(6.4) |
принимается рк //?ко=1- Это условие |
в процессе разгара |
канала |
выполняется посредством соответст- |